所有コストの削減

EOSニッケル NiCP 先進半導体用途向け純ニッケル

2025年5月13日 | 読了時間：5分

半導体製造装置のエンジニアや製造スペシャリストは、化学的に過酷な環境下でナノメートルレベルの精度を維持しつつ、ウェーハのスループットを最大化するという絶え間ないプレッシャーに直面している。これらのシステムの重要部品には、性能や稼働率を損なうことなく卓越した耐食性を発揮する材料が求められる。

2024年に発表された業界調査によると、半導体製造環境における腐食はマイクロエレクトロニクスデバイスの故障の50％以上を占めており、生産効率と信頼性に重大な影響を与えている。

EOSは、これらの課題に対処するため、世界的な主要サプライヤーと提携し、材料革新を提供しています。それがEOSニッケルNiCPです。これは最低純度99.0%の商業用純ニッケル合金です。この積層造形（AM）材料は、半導体メーカーが部品設計と生産に取り組む方法を変革し、保護めっきの従来の制限を解消すると同時に、部品の寿命を向上させます。

半導体製造における厳しい要求事項への対応

半導体製造は極限の精度で稼働する。ミリケルビン単位の温度制御が不可欠であり、わずかな温度変動でもナノメートルスケールのプロセスに影響を及ぼす。さらに、業界の化学的に攻撃的な環境は、重要部品に重大な腐食課題をもたらす。

従来、メーカーはプラズマチャンバーの過酷な化学環境からチャンバー部品を保護するため、無電解ニッケルめっきに依存してきた。この手法は効果的ではあるが、いくつかの制限がある。まず、保護層の寿命は有限であるため、消耗品の交換頻度が増加し、システムのダウンタイムが長くなる。さらに、めっきプロセスでは重金属や有毒化学物質を含む有害廃棄物が発生する可能性がある。

半導体製造で一般的に使用される特定のガスが厳しく規制される中、従来の材料に代わる持続可能な代替品がますます重要となる。 EU域内の産業は2030年までに世界生産量の20％達成を目標としており、一方米国では有害物質規制法（TSCA）が製造工程で使用される物質の規制を定めている。アジア太平洋地域では、中国、シンガポール、日本、香港などの主要国・地域が、気候関連財務情報開示タスクフォース（TCFD）または国際サステナビリティ基準審議会（ISSB）のいずれかに準拠した気候変動関連情報の開示義務化計画を発表している。

EOSニッケルNiCP：積層造形による純ニッケルの卓越性

EOSニッケルNiCPは、これらの課題に対する画期的な解決策です。最低99.0%のニッケル純度を有する本材料は、ASTM B162およびSAE AMS5553の化学組成要件を満たし、最も要求の厳しい用途においても卓越した均一性と信頼性を保証します。

従来の方法による純ニッケルビレットの調達には困難と高コストが伴い、高性能製造における利用可能性を制限してきた。EOSニッケルNiCPの真の革新性は、この制約をいかに変革するかにある。部品に保護めっきを施す代わりに、製造業者はAM技術を用いて商業用純ニッケルから部品を完全に構築できるようになった。この手法により、環境問題を引き起こすめっき工程が不要となるだけでなく、部品寿命の延長と性能向上が実現される。

半導体用途におけるEOSニッケルNiCPの主な利点

耐食性の向上：卓越した純度により、NiCPは腐食性環境に対する優れた耐性を発揮し、消耗品の寿命に直接影響を与えるため、半導体チャンバー部品や化学処理装置に最適です。
システムの稼働時間を最大化：NiCPで製造された部品は、従来のメッキ部品と比較して長寿命を実現します。これにより設備の稼働率が最大化され、ウェハー製造全体のスループットが向上します。これはメーカーの収益に直接影響を与えます。
設計最適化：NiCPを用いたAM技術により、従来の製造方法では不可能な複雑な内部チャネルと革新的な形状を通じた最適化された熱管理ソリューションの創出が可能となります。これらの設計は放熱性、システム速度、精度を大幅に向上させます。
環境負荷の低減：電気めっき工程を不要とすることで、NiCPはよりクリーンで持続可能な製造手法を実現し、有害廃棄物の発生を削減しながら部品性能を維持・向上させます。
低応力特性：NiCPは極めて低い残留応力を示し、多くの場合、製造状態のまま使用可能な部品が得られる。
多様な製造オプション：本材料はEOSの産業用3Dプリンティングシステム（M 290およびM 400-4を含む）で徹底的にテスト済みです。M 400-4における80μmパラメータ設定により、生産効率を大幅に向上させる極めて高い積層速度を実現します。